科研产出
滇池周边浅层地下水硝酸盐来源及转化过程识别
《环境科学 》 2023 EI 北大核心 CSCD
摘要：明确硝酸盐的主要来源及转化过程对地下水氮污染防治和水资源开发利用具有重要意义.为了探明滇池周边浅层地下水中硝酸盐污染现状及来源,于2020年雨季(10月)和2021年旱季(4月)在滇池周边共采集73个浅层地下水样,运用水化学和氮氧同位素(δ15N-NO3-、δ18O-NO3-)识别浅层地下水中硝酸盐的空间分布、来源及转化过程,并结合同位素混合模型(SIAR)定量评价不同来源氮对浅层地下水硝酸盐的贡献.结果表明,旱季浅层地下水中有40.5%的采样点ρ(NO3--N)超过地下水质量标准(GB/T 14848)Ⅲ类水质规定的20 mg·L-1,雨季超过47.2%的采样点ρ(NO3--N)超过20 mg·L-1.氮氧同位素和SIAR模型分析结果证明了土壤有机氮、化肥氮、粪肥和污水氮是浅层地下水硝酸盐的主要来源,以上氮源对旱季浅层地下水中硝酸盐的贡献率分别为13.9%、11.8%和66.5%,对雨季的贡献率分别为33.7%、31.1%和25.9%,而大气氮沉降贡献率仅为8.5%,对该区浅层地下水中硝酸盐来源贡献较小.硝化作用是旱季浅层地下水中硝态氮转化的主导过程,雨季以反硝化作用为主,且反硝化作用雨季比旱季明显.
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澜沧江水系氮磷污染及硝酸盐来源解析
《环境科学 》 2022 EI 北大核心 CSCD
摘要：有效控制氮磷输入是水质持续改善的关键因素.为识别澜沧江水系水体中氮磷浓度、氮污染物来源及其空间分布特征,在澜沧江流域开展了干流和支流水样的采集,分析流域不同区域水体氮磷浓度,并利用氮氧同位素技术结合稳定同位素SIAR模型,解析了水系不同区域氮素来源及其贡献率.结果表明:①澜沧江水系氮浓度偏低,ρ(TN)分布在0.34~4.18 mg·L-1之间,从上游至下游有升高趋势;ρ(TP)分布在0.11~2.34 mg·L-1之间.②澜沧江水系的δ15N-NO3-和δ18O-NO3-值分别分布在-5‰~5‰和-16‰~16‰之间,主要落在降雨及肥料和土壤氮范围内,主要存在硝化作用.③澜沧江干流中土壤氮和化学肥料的贡献率分别为37.67%~42.41%和34.22%~38.56%,粪便和生活污水占15.01%~20.79%,大气沉降仅占4.49%~7.32%.中游支流和下游支流中土壤氮的贡献明显高于化学肥料,土壤氮的贡献率达53.97%~61.57%,化学肥料占33.37%~38.30%,而大气沉降、粪便和生活污水的贡献率较低.研究分析了澜沧江水系上、中和下游干流和支流的氮素来源,为该区域的水质管理和污染源治理提供了依据.
关键词： 澜沧江流域 NO3--N 氮同位素 氧同位素 来源解析
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化肥减量替代对华北平原小麦-玉米轮作产量及氮流失影响
《农业环境科学学报 》 2020 北大核心 CSCD
摘要：为降低氮素流失风险,提高肥料利用效率,在华北平原采用田间定位试验研究了不同施肥措施对小麦-玉米产量、周年氮素淋溶和径流损失的影响.结果表明,相比当地常规施肥处理(CON),减施氮肥150 kg·hm-2的条件下,单施化肥(RF)和10%比例沼液替代(RFM)不会降低小麦和玉米产量.相较于CON处理的氮素年均盈余量218.1 kg·hm-2,RF和RFM处理氮盈余量分别显著降低了66.7%和55.9%.CON处理总氮平均淋失浓度和年均淋失量分别为33.70 mg·L-1和22.01 kg·hm-2,与之相比,RF处理总氮平均淋失浓度和年均淋失量分别降低了31.45%和30.58%,而RFM处理分别降低了40.65%和43.39%.试验期间径流产流只发生2次,氮素淋溶发生次数和氮损失量远高于径流损失,因此淋溶是氮素流失的主要途径.CON处理总氮平均径流浓度和年均径流流失量分别为23.0 mg·L-1和0.095 kg·hm-2,与之相比,RF处理总氮平均径流浓度和年均径流流失量分别降低了32.9%和30.5%,而RFM处理分别降低了45.5%和50.5%.由于施肥量较高,CON处理氮淋溶表观流失率为4.19%,而RF和RFM处理氮淋溶表观流失率分别降低了2.86%和20.76%.NO-3-N是氮素流失的主要形态,分别占淋溶和径流总氮流失量的66.3%和73.3%,其与总氮流失变化趋势一致.综上,化肥减量配施沼液在保证作物产量的情况下,是降低氮素流失的有效措施.
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水稻种植在牛粪化肥配施条件下消纳氮磷的作用
《农业环境科学学报 》 2019
摘要：为研究水稻作为湿地植物在防治面源污染方面的作用,本研究采用盆栽试验的方式,设置了4个施肥处理[100%化肥(100%F)、70%化肥+30%牛粪(70%F+30%M)、50%化肥+50%牛粪(50%F+50%M)、30%化肥+70%牛粪(30%F+70%M)],在每个施肥处理中又分别设定水稻种植和无水稻种植(UN)两种处理,以探讨种植水稻对整个体系中的碳(C)、氮(N)、磷(P)的消纳作用.结果表明,水稻种植能够降低盆面水的pH值、化学需氧量(COD)、总磷(TP)、总氮(TN)浓度,尤其是在70%F+30%M处理下,水稻对COD、TP、TN的减低效果最显著,与无水稻种植相比,其水稻种植条件下分别降低58.16%、65.50%和72.92%.100%F的水稻籽粒和茎叶的P含量最高;70%F+30%M各部分的N含量最高;50%F+50%M各部分的P含量最高;30%F+70%M籽粒的N含量最高,而茎叶的P含量最高.因此,在配施牛粪的情况下,水稻种植可以显著降低盆面水的pH值、COD、TP、TN,稳定土壤中的N含量,同时增加水稻植株中N、P的含量,其中以70%F+30%M处理下水稻的水处理能力及植株N含量最佳.
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养分管理对生菜生物量与硝酸盐含量影响
《西南农业学报 》 2017 北大核心 CSCD
摘要：【目的】为了研究养分管理对生菜生物量与硝酸盐含量影响。【方法】以滇池流域晋宁县上蒜乡田间试验的9个典型处理为基础,分析了生菜硝酸盐含量的变化,探索在不同施肥状况下,地上、地下部分生物量间的关系。【结果】试验结果表明,地上生物量在T5(N_(405)P_(120)K_(300))处理时达到最大,地上、地下生物量之比在9~17;硝酸盐含量除T7(N_(270)P_(60)K_(300))外,其余处理均超过3000 mg/kg,污染等级均为四级;在滇池流域生菜对氮施肥量需求不高,当氮施肥量为135 kg/hm~2,磷施肥量为120 kg/hm~2时,生菜地上生物量较高,且地上、地下生物量之比较大;无论任何处理生菜硝酸盐的含量都较高。【结论】说明当地土壤和灌溉水氮含量很高,应减少氮肥的施用;控制氮肥施用,合理进行氮磷配比,是提高蔬菜品质,控制滇池农业面源污染的重要途径。
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有机物料输入稻田提高土壤微生物碳氮及可溶性有机碳氮
《农业工程学报 》 2015 EI 北大核心 CSCD
摘要：土壤微生物量碳、氮和可溶性有机碳、氮是土壤碳、氮库中最活跃的组分,是反应土壤被干扰程度的重要灵敏性指标,通过设置相同有机碳施用量下不同有机物料处理的田间试验,研究了有机物料添加下土壤微生物量碳(soil microbial biomass carbon,MBC)、氮(soil microbial biomass nitrogen,MBN)和可溶性有机碳(dissolved organic carbon,DOC)、氮(dissolved organic nitrogen,DON)的变化特征及相互关系。结果表明化肥和生物碳、玉米秸秆、鲜牛粪或松针配施下土壤微生物量碳、氮和可溶性有机碳、氮显著大于不施肥处理(no fertilization,CK)和单施化肥处理,分别比不施肥处理和单施化肥平均高23.52%和12.66%(MBC)、42.68%和24.02%(MBN)、14.70%和9.99%(DOC)、22.32%和21.79%(DON)。化肥和有机物料配施处理中,化肥+鲜牛粪处理的微生物量碳、氮和可溶性有机碳、氮最高,比CK高26.20%(MBC)、49.54%(MBN)、19.29%(DOC)和32.81%(DON),其次是化肥+生物碳或化肥+玉米秸秆处理,而化肥+松针处理最低。土壤可溶性有机碳质量分数(308.87 mg/kg)小于微生物量碳(474.71 mg/kg),而可溶性有机氮质量分数(53.07 mg/kg)要大于微生物量氮(34.79 mg/kg)。与不施肥处理相比,化肥和有机物料配施显著降低MBC/MBN和DOC/DON,降低率分别为24.57%和7.71%。MBC和DOC、MBN和DON随着土壤有机碳(soil organic carbon,SOC)、全氮(total nitrogen,TN)的增加呈显著线性增加。MBC、MBN、DOC、DON、DOC+MBC和DON+MBN之间呈极显著正相关(P<0.01)。从相关程度看,DOC+MBC和DON+MBN较MBC、DOC、MBN、DON更能反映土壤中活性有机碳和氮库的变化,成为评价土壤肥力及质量的更有效指标。结果可为提高洱海流域农田土壤肥力,增强土壤固氮效果,减少土壤中氮素流失,保护洱海水质安全提供科学依据。
关键词： 土壤 氮 有机碳 有机物料 土壤微生物量碳氮 可溶性有机碳氮 稻田
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南方山地丘陵区考虑水稻产量和生态安全的容许施氮量
《农业工程学报 》 2013 EI 北大核心 CSCD
摘要：为了研究南方山地丘陵区水稻种植过程中的容许施氮量,确保水稻产量、生态安全和提高氮肥利用效率,通过在福建(FJ)、四川(SC)、云南(YN)和江西(JX)4个试验点开展田间试验,分析了施氮量、水稻产量、氮素表观利用率、氮素表观损失和田面水总氮的相互关系。结果表明随施氮量的增加,各试验点的水稻产量呈一元二次函数变化,当施氮量为184.7(FJ)、185.98(SC)、288.8(YN)和249.5(JX)kg/hm2时,4个试验点的水稻产量达到最高,分别为5.47、11.24、9.9和4.42t/hm2。氮素表观利用率随施氮量的增加呈Sigmoidal函数递减。当施氮量为135、155、225和185kg/hm2时,FJ、SC、YN和JX试验点的氮素表观利用率出现拐点;田面水总氮随着氮素表观损失量的增加呈指数函数增加,当FJ、SC、YN和JX的施氮量超过180、225.5、236.3和270kg/hm2时,引起田面水总氮迅速增加,分别增加了50.9%、53.3%、90.6%和93.4%。根据容许施氮量确定的原则,通过对各指标相互关系的分析,确定了兼顾水稻产量、氮素利用率和环境安全的容许施氮量,福建、四川、云南、江西的容许施氮量为135～180.0、155～185.98、225～236.3和185～249.5kg/hm2,相应水稻产量为5.38～5.46、11.19～11.24、9.77～9.81、4.36～4.42t/hm2。该研究可为南方山地丘陵区水稻种植过程中合理的氮肥使用量提供参考。
关键词： 氮 生态 试验 容许施氮量 氮素表观利用率 氮素表观损失量 田面水总氮 南方山地丘陵区
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养分管理对油麦菜氮磷养分利用率及硝酸盐累积的影响
《华东师范大学学报(自然科学版) 》 2011 北大核心 CSCD
摘要：在云南滇池流域,采用田间小区试验的方法,研究了不同氮磷养分用量对油麦菜(Lactu-ca sativa var.ramosa)产量、硝酸盐含量及氮磷养分利用率的影响,以T1～T9分别表示9种处理方法.试验结果表明:①油麦菜产量以T3(N90P126K180)处理时相对较高,达到28 968.75 kg/ha;硝酸盐含量除T4(N180P126K180)、T5(N270P126K180)和T8(N180P189K180)外,其余处理污染等级均为四级;综合氮、磷养分利用率两项指标分析,T4(N180P126K180)与T9(N90P63K180)处理下油麦菜的养分利用率较高,分别为17.42%,2.10%与20.14%,2.05%.②同一钾肥施用量下,适量氮磷肥配施的处理,相应的油麦菜产量、硝酸盐含量及氮、磷养分利用率,在一定程度上优于偏施氮磷肥或过量施肥的处理.因此,控制氮磷肥施用量,合理优化氮磷配比,能提高养分利用率和蔬菜品质,是源头控制农业面源污染的重要途径.
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农田氮素管理模式对洱海流域大蒜生长和氮素流失风险的影响
《农业环境科学学报 》 2011 北大核心 CSCD
摘要：为探求能有效提高洱海流域土壤生产力并降低氮素流失风险的适宜氮素管理模式,采用田间试验方法,研究了5种氮素管理模式对大蒜农艺性状、产量与经济效益、氮素利用率、土壤硝态氮含量及氮素表观平衡的影响。结果表明,与习惯施肥处理相比,优化施肥结合免耕秸秆覆盖可提高大蒜产量7.9%,增加经济效益14.1%,氮肥利用率增加约20个百分点,达42.3%,降低0~30cm土壤无机氮残留44.3%;优化施肥结合秸秆翻埋和优化施肥处理的大蒜产量较习惯施肥处理无显著性差异,但经济效益分别增加5.7%和3.4%,氮肥利用率分别增加约11和13个百分点,分别为32.7%和34.5%,0~30cm土壤无机氮残留分别降低60.9%和41.1%;氮素调控处理产量较习惯施肥无显著性差异,经济效益降低3.2%,氮肥利用率提高18个百分点,为40.3%,0~30cm土壤无机氮残留降低53.0%;与习惯施肥处理相比,单施牛粪处理虽然可降低0~30cm土壤无机氮残留92.4%,但大蒜减产22.8%,经济效益降低19.1%。综合研究结果可知,有机无机配施结合免耕秸秆覆盖或秸秆翻埋是洱海流域氮素管理的优化模式,是保证作物产量、提高经济效益、降低环境风险的重要措施。
